鄭小杰，邵光玉 （中石化西北油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，新疆 烏魯木齊830011）

陳東波 （中石化西北油田分公司工程技術(shù)研究院，新疆 烏魯木齊830011）

顧維力，李文平 （中石化西北油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，新疆 烏魯木齊830011）

夾層是油層內(nèi)的非有效層，分布一般不穩(wěn)定，只能局部分隔油層，不能作為劃分開(kāi)發(fā)層系的地質(zhì)依據(jù)，分布特征與砂體的成因關(guān)系密切，是影響儲(chǔ)層非均質(zhì)性最主要的因素之一。夾層的存在控制了剩余油的形成與分布，因此全面認(rèn)識(shí)夾層的成因類(lèi)型和分布特征對(duì)剩余油分布及采取針對(duì)性的挖潛措施具有重要的意義。

塔河油田三疊系下油組油藏位于塔里木盆地沙雅隆起阿克庫(kù)勒凸起上，是受構(gòu)造和斷層控制的典型斷背斜、底水砂巖油藏，儲(chǔ)層成因類(lèi)型為辮狀河三角洲辮狀河道砂壩，儲(chǔ)層砂體結(jié)構(gòu)型式呈由多期河道平面拼接、縱向疊置的巨厚板狀，儲(chǔ)層砂體厚度達(dá)130m，其間無(wú)穩(wěn)定分布的隔層，僅發(fā)育少量不穩(wěn)定薄泥質(zhì)或者鈣質(zhì)夾層［1，2］，頂部20m左右為油層，平均孔隙度21.9%，平均滲透率809mD，屬中孔、中高滲儲(chǔ)層。至2014年初油藏含水率81%，采出程度28%，原始地層壓力50.18MPa，飽和壓力38.15MPa，目前地層壓力49.1MPa，壓力保持程度達(dá)98%，目前油藏面臨含水上升速度加快、遞減加大等問(wèn)題，堵水、提控液等措施難度逐年加大，效果逐年變差，且強(qiáng)底水油藏注水、壓錐等開(kāi)發(fā)手段可行性較低［3～7］，當(dāng)前重點(diǎn)工作之一就是在前人油藏描述的基礎(chǔ)上進(jìn)行夾層的精細(xì)刻畫(huà)，針對(duì)性地進(jìn)行剩余油挖潛，以穩(wěn)定原油產(chǎn)量。

1 夾層的成因類(lèi)型及識(shí)別

夾層的劃分一般依據(jù)夾層的宏觀和微觀地質(zhì)特點(diǎn)、沉積和成巖等地質(zhì)作用以及封隔能力來(lái)進(jìn)行分類(lèi)［8，9］。該次研究依據(jù)沉積及成巖作用，結(jié)合測(cè)井、取心資料，將該區(qū)夾層分為泥質(zhì)、鈣質(zhì)和物性?shī)A層3類(lèi)。

1.1 夾層的成因類(lèi)型

1.1.1 沉積作用形成的夾層

泥質(zhì)夾層和物性?shī)A層主要形成于辮狀河三角洲沉積的枯水期與洪泛期、河道廢棄沉積、河道沖刷充填沉積。

1）枯水期與洪泛期。辮狀河三角洲平原河道主要以垂向加積為主，洪泛期水動(dòng)力較強(qiáng)，辮狀河道不穩(wěn)定，橫向遷移頻繁，以碎屑沉積為主，河道遷移過(guò)程中造成局部砂質(zhì)沉積間斷，形成諸如粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖夾層；而在枯水期或貧水期，水動(dòng)力條件較弱，細(xì)粒沉積物會(huì)穩(wěn)定沉積，以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖為主。但是，由于晚期河道的沖刷剝蝕作用改造了早期的沉積物，使得早期的沉積物被部分或完全剝蝕掉，因此夾層的保存不完整，連續(xù)性較差。

2）河道廢棄沉積。由于河道的頻繁遷移，辮狀河道間因?yàn)樗樾嫉某练e不均容易堵塞河道，形成局部弱水動(dòng)力的廢棄水道，一般以沉積泥質(zhì)粉砂巖和泥巖為主。

3）河道沖刷充填沉積。由于河道水流與河床底部摩擦，使得水動(dòng)力局部減弱，泥礫、粉砂質(zhì)及泥質(zhì)沉積混雜堆積，形成展布范圍有限的泥質(zhì)、含礫石質(zhì)泥巖夾層，該類(lèi)夾層呈局部分布，但厚度較大，順主河道方向展布。

1.1.2 成巖作用形成的夾層

鈣質(zhì)夾層主要是成巖作用過(guò)程中形成的一類(lèi)夾層，有時(shí)受沉積作用與成巖作用共同控制，是在沉積成巖過(guò)程中，隨著埋深的增加，溫度升高，壓力增大，有機(jī)質(zhì)熱演化并釋放大量的CO2與地層水中Ca2＋、Mg2＋等結(jié)合形成的碳酸鹽巖交代成致密碎屑巖，使得滲透率變低［10］。研究區(qū)辮狀河道砂壩中較常見(jiàn)，以鈣質(zhì)中－細(xì)砂巖為主。鈣質(zhì)膠結(jié)物的體積分?jǐn)?shù)通常超過(guò)10%，巖性致密，封擋性較好，但形成條件、分布規(guī)律較復(fù)雜，橫向預(yù)測(cè)難度較大。

1.2 夾層的識(shí)別

1）泥質(zhì)夾層。受沉積作用控制，泥質(zhì)為主。自然電位正偏，自然伽馬值明顯高于圍巖，電阻率相當(dāng)于或稍高于圍巖電阻率，聲波時(shí)差為79～90μs／ft，密度2.1～2.4g／cm3，滲透率一般小于5mD，孔隙度一般小于9%，井徑曲線明顯擴(kuò)徑，厚度一般2～4m。

2）鈣質(zhì)夾層。主要為鈣質(zhì)膠結(jié)砂巖，電阻率極高，與圍巖可有明顯區(qū)別，自然電位與自然伽馬曲線趨于反向，孔隙度小于10%、滲透率小于10mD，密度一般大于2.6g／cm3，聲波時(shí)差明顯變小，厚度0.1～2m。

3）物性?shī)A層。有一定的孔隙度和滲透率（孔隙度小于15%、滲透率小于10mD），根據(jù)巖性的差異，封擋性一般～較差，厚度通常小于2.0m。自然電位與自然伽馬曲線回返幅度約為泥質(zhì)夾層的1／3～1／5，電阻率介于泥巖和鈣質(zhì)層之間，聲波時(shí)差60～66μs／ft，密度2.5～2.6g／cm3。

2 夾層的分布特征

由于夾層的成因類(lèi)型不同，其分布特征也有很大的差別。

2.1 縱向上分布特征

通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)算塔河油田三疊系下油組平均夾層密度為0.12，夾層頻率平均為0.09，可見(jiàn)夾層總體不發(fā)育，這主要是因?yàn)檠芯繀^(qū)下油組處于辮狀河三角洲辮狀河道成因砂體強(qiáng)烈建設(shè)時(shí)期，溢岸沉積不發(fā)育（圖1）。

圖1 夾層對(duì)比

2.2 平面分布特征

研究區(qū)夾層均呈沿河道方向展布的條帶狀及透鏡狀（圖2）。展布范圍多在200～1000m。分布形式主要為以下3種類(lèi)型。

1）連片分布夾層 主要呈多井控制的不規(guī)則席狀、片狀、橢圓狀連片分布，該類(lèi)夾層主要以泥質(zhì)夾層為主，厚度一般1～2m，對(duì)局部底水的錐進(jìn)具有很好的抑制作用，一般在河流枯水期，在河道間及廢棄河道中形成并經(jīng)后期沖刷改造保留下來(lái)，延伸范圍在300～1500m。其次部分物性?shī)A層和鈣質(zhì)夾層也呈不規(guī)則的片狀分布，該類(lèi)夾層大部分厚度較小，多在0.3～1.2m，以泥質(zhì)粉砂質(zhì)或者灰質(zhì)砂巖為主，延伸長(zhǎng)度在300～1000m。

2）透鏡狀分布夾層 該類(lèi)夾層主要以單井控制的物性?shī)A層及鈣質(zhì)夾層為主，少量泥質(zhì)夾層，多呈沿物源方向延伸的單井控制的透鏡狀?yuàn)A層，厚度0.2～1m，平面延伸100～250m。

3）不規(guī)則沖刷充填?yuàn)A層 該類(lèi)夾層體現(xiàn)辮狀河道沖刷充填沉積特征，以泥質(zhì)充填為主，夾層厚度較大（2～4m），但分布范圍比較局限，一般不超過(guò)一個(gè)井距。

圖2 塔河1區(qū)三疊系下油組3號(hào)夾層平面分布圖

3 夾層對(duì)剩余油的控制及措施挖潛

夾層影響了油水的滲流規(guī)律，控制了剩余油的形成與分布［11，12］。由于夾層的存在，流體的垂向流動(dòng)受阻，局部的驅(qū)替效果變差，形成了剩余油富集區(qū)。辮狀河三角洲辮狀河道砂壩內(nèi)，剩余油的分布一方面取決于對(duì)儲(chǔ)層物性變化規(guī)律的控制，一方面取決于夾層的發(fā)育狀況，夾層的性質(zhì)、厚度、分布面積及夾層發(fā)育的垂向位置都影響了剩余油的分布，影響了油藏最終采收率。通過(guò)對(duì)研究區(qū)夾層進(jìn)行系統(tǒng)的研究，認(rèn)為對(duì)于夾層發(fā)育相對(duì)穩(wěn)定、剩余油較為富集的局部區(qū)域，可以采取鉆水平井、補(bǔ)孔及堵水措施挖潛；對(duì)于夾層發(fā)育不穩(wěn)定，剩余油相對(duì)較少的區(qū)域，采取周期性改變工作制度及堵水的方式挖潛。

3.1 夾層發(fā)育穩(wěn)定、剩余油相對(duì)較為富集的區(qū)域宜采取水平井、補(bǔ)孔及堵水方式挖潛

該類(lèi)剩余油分為上部夾層控制剩余油和下部夾層控制剩余油。上部夾層控制剩余油主要是發(fā)育于辮狀河道砂壩正韻律儲(chǔ)集體上部夾層形成的剩余油，物性相對(duì)較差，底水不容易波及；下部夾層剩余油是由油層中下部位的夾層遮擋而形成的油氣局部富集，中下部夾層對(duì)剩余油的控制與其突破壓力有關(guān)，若夾層本身的遮擋能力很強(qiáng)，吸水能力較差，夾層會(huì)阻礙油氣的縱向運(yùn)移，從而富集剩余油，其次中下部穩(wěn)定夾層緊貼夾層頂?shù)?，由于沉積因素的影響，油層物性相對(duì)較差，水淹程度低，剩余油富集。根據(jù)不同情況，可采取水平井、補(bǔ)孔及堵水挖潛。

夾層研究成果指導(dǎo)了剩余油的挖潛，如Tk951H井2010年7月31日投產(chǎn)1號(hào)夾層上部控制的剩余油，初期日產(chǎn)油44t，不含水，2014年9月底日產(chǎn)油2.3t，含水率93%，截至9月底已累計(jì)產(chǎn)油2.4×104t。S95井2010年3月25日補(bǔ)孔正韻律儲(chǔ)集體夾層上部剩余油，初期日產(chǎn)油44.4t，不含水，2014年9月底日產(chǎn)油3.2t，含水率58%，截至9月底已累計(jì)增油達(dá)2.3×104t。其次堵水結(jié)合補(bǔ)孔挖潛效果同樣顯著，區(qū)內(nèi)該類(lèi)措施單井平均增油達(dá)0.2×104t。

3.2 不穩(wěn)定夾層及物性?shī)A層發(fā)育區(qū)域宜采取周期性改變油井工作制度及堵水方式挖潛

單井控制的不規(guī)則沖刷充填?yuàn)A層，部分物性及鈣質(zhì)夾層，分布面積小且較零散，對(duì)底水遮擋性不強(qiáng)，剩余油常呈零散的狀態(tài)分布，實(shí)施不穩(wěn)定注水可以改變地下滲流場(chǎng)，擴(kuò)大波及體積，提高剩余油動(dòng)用［13，14］。

針對(duì)塔河油田三疊系塊狀強(qiáng)底水能量充足的油藏類(lèi)型，國(guó)內(nèi)外尚無(wú)該類(lèi)型油藏注水機(jī)理研究，更沒(méi)有注水先例參考，通過(guò)長(zhǎng)期的堵水及提控液經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為：可采取周期性改變油井或井組之間的工作制度，改變流體液流方向，打破原有油水相對(duì)平衡的滲流通道，使得剩余油在二次調(diào)整分配中被有效動(dòng)用，放大工作制度周期內(nèi)，底水進(jìn)入夾層遮擋段或者低滲段，驅(qū)替常規(guī)工作制度下未被驅(qū)替的原油，縮小工作制度周期內(nèi)夾層遮擋段及低滲段釋放的彈性能，驅(qū)替原油向高滲段流動(dòng)，如此周期性調(diào)整井組工作制度，頻繁改變地下滲流場(chǎng)，充分利用底水能量驅(qū)替更多的剩余油，截至2014年9月底，該類(lèi)措施手段在塔河油田三疊系底水油藏應(yīng)用普遍，效果顯著，如Tk139井組，7個(gè)月累計(jì)增油達(dá)0.15×104t，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

4 結(jié)論

1）夾層的發(fā)育主要受沉積環(huán)境和成巖作用控制，塔河油田三疊系下油組儲(chǔ)層夾層根據(jù)成因及巖電特征可分為泥質(zhì)、鈣質(zhì)和物性?shī)A層3類(lèi)，并建立了3類(lèi)夾層的識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)。

2）研究區(qū)夾層的密度和頻率較低，夾層總體不發(fā)育，夾層平面分布形式可分為多井控制連片分布、單井控制孤立透鏡狀分布和不規(guī)則沖刷充填沉積3種類(lèi)型。

3）夾層的發(fā)育位置及狀況決定了剩余油的富集程度，夾層發(fā)育穩(wěn)定的上部夾層控制剩余油及中下部夾層控制剩余油富集區(qū)宜采取水平井、補(bǔ)孔及堵水方式挖潛；不穩(wěn)定夾層及物性?shī)A層發(fā)育區(qū)宜采取周期性改變油井工作制度及堵水方式挖潛。

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